[發明專利]一種高壓致裂防治沖擊地壓的方法

有效

• 申請號: 201210013536.8
• 申請日: 2012-01-17
• 公開（公告）號: CN102536240A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 姜光杰;姜錫慧;史小衛;王曉彬;林萌;孫明闖;張文勇;張彥起;白新華;付江偉;李凱星
• 申請（專利權）人: 河南省煤層氣開發利用有限公司
• 主分類號: E21C41/16
• 分類號: E21C41/16
• 代理公司: 北京鑫浩聯德專利代理事務所(普通合伙) 11380
• 代理人: 李荷香

技術領域

本發明屬于煤礦開采領域，尤其涉及一種采用高壓致裂的方法使煤層頂板致裂實現均衡卸壓防治沖擊地壓的高壓致裂防治沖擊地壓的方法。

背景技術

沖擊地壓是采礦過程中卸壓失衡所造成的。煤層上覆的堅硬巖石大面積懸頂不落，垮落時巨大的沖擊力造成采掘空間被破壞，因此防治沖擊地壓必須從均衡卸壓抓起。

傳統防治沖擊地壓的方法有巖層注水軟化、頂板鉆孔爆破垮落和開采保護層。巖層注水軟化是通過水的物理化學作用改變沖擊煤層的物理力學性質，降低煤層的沖擊傾向性和應力狀態；鉆孔卸壓是利用鉆孔方法消除或減緩沖擊地壓危險的一種解危措施。鉆孔卸壓的實質是利用高應力條件下煤層中積聚的彈性能來破壞鉆孔周圍的煤體，使煤層卸壓、釋放能量，消除沖擊危險；開采保護層是在進行多層開采時，先開采沒有沖擊危險的煤層(保護層)，目的是解放有沖擊危險的煤層，從而降低沖擊地壓的潛在危險性。傳統防治沖擊地壓的方法大都在井下實施，由于井下施工空間有限，只是局部消除沖擊地壓，不能進行大規模的卸壓，以致在采礦過程中導致卸壓不均衡。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對在采礦過程中均衡卸壓困難、沖擊地壓防治實施措施空間受限的現狀，而提供一種直接從地面向目標層布置鉆孔，高壓將水注入，從而使煤層頂板產生大量裂隙實現均衡卸壓的高壓致裂防治沖擊地壓的方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種高壓致裂防治沖擊地壓的方法，其特征在于：其具體步驟如下：

步驟1：采用鉆頭從地面鉆進至穩定基巖層處，下入地面套管對鉆井進行固定；

步驟2：采用鉆頭自穩定基巖層鉆進至煤層的底板處終止，下入豎井套管對鉆井進行固定；

步驟3：分別在煤層和礫巖層或目標巖層用射孔槍向豎井套管四周開鑿射孔；

步驟4：采用地面壓裂設備，以40-60MPa的壓力，注水量按8-16m³/min通過射孔向煤層進行注水，完成對煤層的壓裂，在煤層形成煤層卸壓帶，壓裂完成后，在煤層部分的豎井套管中充填河砂至礫巖層或目標巖層形成河砂充填套管；

步驟5：通過射孔對礫巖層或目標巖層進行壓裂，使水沿射孔快速流動沖擊巖石形成裂隙并快速延展形成巖層卸壓帶。

本發明具有如下有益效果：

1、在設計施工區域內通過壓裂致使裂隙相互導通，破壞了巖石的原始形態，使原始應力場改變破壞；

2、在回采過程中使上覆巖層隨工作面的推移而及時垮落，不再形成大面積懸頂；

?3、避免因懸頂過大垮落對采掘空間造成破壞，消除了沖擊地壓對礦山開采的威脅。

附圖說明

圖1為高壓致裂防治沖擊地壓的方法的示意圖之一。

圖2為高壓致裂防治沖擊地壓的方法的示意圖之二。

具體實施方式

如圖1、2所示：一種高壓致裂防治沖擊地壓的方法，其特征在于：其具體步驟如下：

步驟1：采用鉆頭從地面鉆進至穩定基巖層9的15m處，下入地面套管1對鉆井進行固定，即固井；

步驟2：采用鉆頭自穩定基巖層9鉆進至煤層2的底板20m?處終止，下入豎井套管3對鉆井進行固定，即固井；

步驟3：分別在煤層2和礫巖層或目標巖層5用射孔槍向豎井套管3的四周開鑿射孔4；

步驟4：采用地面壓裂設備，以40-60MPa的壓力，注水量按8-16m³/min通過射孔4向煤層2進行注水，完成對煤層2的壓裂，在煤層2形成煤層卸壓帶6，壓裂完成后，在煤層2部分的豎井套管3中充填河砂至礫巖層或目標巖層5形成河砂充填套管7；

步驟5：通過射孔4對礫巖層或目標巖層5進行壓裂，使水沿射孔4快速流動沖擊巖石形成裂隙并快速延展形成巖層卸壓帶8。